化学实验与气体压强,本文主要内容关键词为:压强论文,气体论文,化学实验论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
综合性实验试题是高考理综试卷的必考题目,其兼有考查学生实验能力、知识运用能力、创新能力的多重功能,也特别成为体现学科间综合的热点。气体压强问题是物理学科知识,但却和许多化学实验有关,尤其体现在气体的制备、收集、除杂及喷泉实验中,复习实验时要注意体会和总结。
1 是压强差导致了喷泉实验
喷泉实验是课本上的常规实验,其形成原因是当烧瓶内的气体被吸收或溶解时,烧瓶内压强减小,大气压则将溶液迅速压入烧瓶形成喷泉。关于喷泉实验的考查大多与压强有关。
如2002年全国高考理综试卷29题Ⅱ中有这样两问:(3)用图1装置进行喷泉实验,上部烧瓶内已装满氨气,引发水上喷的操作是_____。该实验的原理是____。(4)如果只提供图2的装置,请说明引发喷泉的方法。
以上问题的答案为:打开止水夹,挤出胶头滴管内的水;氨气极易溶于水,使烧瓶内气体压强迅速减小;打开止水夹,用手或热毛巾将烧瓶捂住,氨气受热膨胀,赶出玻璃管内的空气,氨气与水接触,从而形成喷泉。
从问题的设置及所给答案不难看出此题考查的仍是喷泉实验的形成原理——压强差。不仅烧瓶内压强减小可以形成喷泉,加大外部的压强同样可以形成喷泉。
如图3锥形瓶外放一水槽,瓶中加入酒精,水槽中加入冰水后再加入足量下列物质,结果产生了喷泉。加入的物质是____。A.浓硫酸 B.食盐 C.硝酸钾 D.硫酸铜。这种方法产生喷泉的原理是____。答案为:A.浓硫酸溶于水放热,温度升高,酒精挥发加快,锥形瓶内压强增加,在烧瓶内形成喷泉。
常规的喷泉实验,变换了多种考查方法,既体现了学科间的综合与渗透,同时也考查了发散思维与创新能力。
此外气体的制备、吸收、除杂等实验中经常会遇到倒吸问题,而倒吸的本质也是气体压强引起的,这里不再赘述。
2 启普发生器也是气压原理的应用
如图4的启普发生器,其最大的优点就是随开随用、随关随停。原理是当导气管打开时,固液接触,反应进行,气体产生;而当关闭导气管时,产生的气体留在容器内,气体增多,压强增大,使液面下降,固液分离,反应停止;再打开导气管,则气体排出,压强减小,液面上升,固液接触又重新反应。实质是通过气体压强的变化来控制反应的进行,这一原理在试题中经常出现。如2001年全国理综试卷的21题,就分别要求回答简易启普发生器的原理和气密性的检验。利用所给仪器组装简易启普发生器也是常出现的题目,其本质都是考查气压原理的应用。
3 排水量气时要注意气体压强的影响
气体的体积与压强关系密切,化学实验中的排水量气经常会涉及气压问题。
如图5:某课外活动小组学生模拟呼吸面具中的原理(与潮湿CO[,2]的反应),设计用下列仪器来制取O[,2]并测量O[,2]的体积。量气装置E是由甲乙两根玻璃管组成,用橡皮管连通,并装入适量的水。甲管刻度(0~50mL)供量气用,乙可以上下移动,以调节液面高低。可供选择的药品有稀
(1)(2)问省略,(3)为了准确测量O[,2]的体积,除检查整个装置的气密性外,在读取反应前后甲管中液面时应注意的是____。答案为:读数前应上下调节乙使两玻璃管内液面相平;视线与凹液面相切;整套装置降至室温后再读数。
本题的难点就在于读数时要让甲乙两管液面相平,只有这样,管内气体的压强才等于大气压,体积才准确,否则,若乙的液面高于甲液面,读得的体积偏小,若乙的液面低于甲液面,读得的体积偏大,全与气体压强有关。
类似的问题还会通过其它方式考查,如图6排水量气时,读得的结果偏____(高、低),若要读得较准,应如何操作____。答案为:高;应用力向下按量筒,当量筒内液面与水槽内液面相平时再读数。此题的关键仍是气体与液柱的压强和为大气压,要想读准就要让气体的压强等于大气压。